Rola oddechu w konsolidacji pamięci podczas snu: nowe odkrycia naukowców z Northwestern University
Najnowsze badania przeprowadzone przez naukowców z Northwestern University wykazały, że oddech pełni kluczową funkcję w synchronizacji fal mózgowych w hipokampie podczas snu. Jest to fundamentalny proces umożliwiający konsolidację pamięci. Wyniki te mogą mieć istotne znaczenie dla osób z zaburzeniami oddychania podczas snu, takimi jak bezdech senny, które są powiązane z osłabioną zdolnością zapamiętywania.
Oddech jako „dyrygent” synchronizujący fale mózgowe
Badanie po raz pierwszy powiązało rytm oddychania podczas snu z trzema kluczowymi oscylacjami w hipokampie: falami wolnymi (ang. slow waves), wrzecionami snu (spindles) oraz falami ripples. Te oscylacje odgrywają kluczową rolę w procesach pamięciowych, jednak dotychczas nie było wiadomo, co napędza ich występowanie.
„Aby wzmocnić wspomnienia, w hipokampie podczas snu pojawiają się i synchronizują trzy szczególne oscylacje. Uważano jednak, że występują one losowo. Nasze badanie wykazało, że ich synchronizacja jest sterowana rytmem oddychania” – wyjaśniła prof. Christina Zelano, neurolog z Feinberg School of Medicine na Northwestern University, starszy autor badania.
Postdoktorant Andrew Sheriff, główny autor publikacji, porównał działanie oddechu do roli dyrygenta orkiestry, który koordynuje różne instrumenty, by stworzyć harmonijną symfonię.
Znaczenie dla osób z zaburzeniami oddychania podczas snu
Odkrycie to ma szczególne znaczenie dla osób z zaburzeniami oddychania, takimi jak bezdech senny. Zaburzenia te mogą prowadzić do osłabienia konsolidacji pamięci oraz zwiększać ryzyko wystąpienia udarów, otępienia i chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera.
„Brak snu negatywnie wpływa na funkcjonowanie mózgu, pogarsza zdolności poznawcze i prowadzi do uczucia dezorientacji” – podkreślił Sheriff. „Oddychanie podczas snu ma specyficzne zadanie: koordynuje fale mózgowe odpowiedzialne za procesy pamięciowe. Dlatego osoby z zaburzeniami oddychania podczas snu powinny poszukiwać odpowiedniego leczenia.”
Oddech i wspomnienia: praktyczne przykłady
Andrew Sheriff przytoczył osobisty przykład z konferencji w Reykjaviku, gdzie musiał nauczyć się poruszać po nieznanym mieście. „Hipokamp odgrywa kluczową rolę w tworzeniu mapy nowego miejsca” – powiedział. „Po nocy snu miałem wrażenie, że lepiej orientuję się w przestrzeni. To ułatwienie było efektem oscylacji w moim hipokampie, które – jak wykazaliśmy – są synchronizowane przez rytm oddychania.”
Przesłanie dla nauki i medycyny
Badanie opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences wskazuje, że rytm oddychania pełni rolę kluczowego metronomu, synchronizującego oscylacje snu w hipokampie. Odkrycia te mogą wpłynąć na rozwój terapii dla pacjentów z zaburzeniami snu i oddychania.
„Oddychanie to coś więcej niż fizjologiczny proces. To subtelny, ale kluczowy mechanizm wspomagający funkcjonowanie mózgu podczas snu” – podsumowali autorzy badania.
Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2405395121
